中国古代艺术品常用矿物颜料的拉曼光谱(二)

在本刊前一篇文章中,我们讨论了拉曼光谱在艺术品分析和考古学应用方面的实验技术并报道了一些中国古代艺术品中经常使用的红色、黄色和白色矿物颜料的拉曼光谱。本文延续前文工作,测量了一些中国古代艺术品中常用的蓝色、绿色和黑色矿物颜料的拉曼光谱,介绍了相关的背景知识,并对这些光谱进行了解析,我们相信,一套比较全面的颜料拉曼光谱数据,对于拉曼光谱技术在考古学和艺术品分析方面的应用将会起到重要的参考价值。     

龙门石窟彩绘颜料的拉曼光谱、X射线荧光和扫描电镜分析

作为一种无损分析技术,拉曼光谱近几十年来被越来越广泛地应用于文物艺术品分析和考古学领域。色彩是艺术品的灵魂,颜料分析是研究文物艺术品的一个重要课题。本文利用显微拉曼光谱技术,测量了龙门石窟洞窟中彩绘使用的颜料的拉曼光谱,通过对这些光谱的解析,对颜料的化学成分做出了识别。利用X射线荧光光谱进行的元素分析确定金色装饰为高纯度黄金,扫描电镜分析进一步测出了贴金的厚度。这些分析结果对于进一步开展龙门石窟彩绘的保护和修复有着重要的参考价值。     

拉曼光谱在文物分析中的应用

拉曼光谱技术是一种分析技术,由于它能够获得物质的分子信息而被应用于文物的分析中。特别是拉曼光谱作为无损的分析方法,应用于文物的原位分析。论述了拉曼光谱原理及近几年拉曼光谱在颜料、陶瓷、古玉、青铜器等文物分析中的应用。     

基于时间序列相似性匹配算法的混合矿物颜料的拉曼光谱研究

把匹配时间序列相似性的方法引入到拉曼光谱分析的应用中,测量了古代艺术品常用的黄色和白色混合矿物颜料的拉曼光谱,并对光谱进行了解析,对光谱进行了相似性匹配实验分析,取得了可信度较高的实验结果。     

无损光谱技术在彩绘陶质文物分析中的应用进展

彩绘陶质文物拥有丰富的信息内涵,对于研究我国古代历史文化、经济商贸、科学技术发展起到极其重要的作用。但由于彩绘陶质文物的珍贵性和不可破坏性,普通分析技术难以满足其测试要求,近年来无损光谱技术被引入文物分析检测领域并逐渐得到应用。本工作从彩绘颜料分析、陶胎分析以及器物信息提取等三个方面阐述了激光拉曼显微光谱、激光诱导击穿光谱、能量色散X射线荧光光谱等无损光谱技术应用的现状、方法原理、特点及局限性,并对无损光谱技术在彩绘陶质文物分析中的应用进行了展望。     

拉曼光谱法鉴定文物及艺术品中染料的研究进展

中国是丝绸之路的发源地,染色历史源远流长。文物及艺术品中的有机染料蕴含着制作年代、原料来源、染色工艺及保存状况等丰富的信息,但因染料成分复杂、含量低、易于降解,其鉴定一直是文物分析领域的难点。拉曼光谱作为一种指纹光谱在文物及艺术品中染料分析方面具有独特的优势。系统阐述了显微拉曼光谱法(MRS/μ-Raman)、近红外傅里叶变换拉曼光谱法(NIR-FT-Raman)、表面增强拉曼光谱法(SERS)、共振拉曼光谱(RRS)法的原理、特点、局限性以及在染料鉴定中的研究进展和发展方向; 分类归纳总结出了黄栀子、姜黄等染料的拉曼光谱特性; 对比分析了紫茜素在采用不同波长激光器激发下的荧光现象; 介绍了以自制的灰绿色银胶颗粒为基底,联合薄层色谱(TLC) 分离技术及SERS鉴定茜草中的色素,表明银溶胶微粒产生的表面增强效应可显著降低拉曼光谱荧光背底。指出拉曼光谱作为一种快速、便捷的结构定性测试手段在文物和艺术品染料分析中应用前景广阔,提出多种拉曼光谱技术相结合、拉曼光谱技术与分离技术相结合以及拉曼光谱技术与远距离传导技术相结合是拉曼光谱技术的发展趋势。     

拉曼光谱法在彩绘文物分析中的应用进展

拉曼光谱法是一种较为理想的彩绘文物分析技术,在取样量很少的情况下能获取较多的彩绘文物信息,实现对彩绘文物成分的无损或微损分析。本文通过大量彩绘文物颜料及胎体成分的拉曼光谱分析实例,介绍了该技术在文物分析中的优势,并阐述了拉曼光谱在彩绘胶料分析、产地分析和年代测定等方面应用的可行性和广阔前景。     

拉曼光谱在考古中的应用

拉曼光谱分析是一种无损快速分析技术,随着显微拉曼光谱仪的不断改进和FT—显微拉曼光谱仪的使用,它已经用于珍贵艺术品、手稿、颜料、古陶瓷和壁画等领域的考古和鉴定研究。本文对这些应用进行了简单概述。     

微区光谱分析技术在文物颜料保护中的研究进展

颜料是彩绘文物的重要物质组成和艺术表现形式,文物颜料的保护一直是文化遗产保护领域的热点和难点。文物具有不可再生的特性,文物颜料的原位、无损、微样本的准确分析是该类文物保护的重要工作。随着各种微束技术的进步,微区光谱分析技术以精准微区定位、快速光谱扫描的工作方式,在文物保护研究中具有独特的优势,因而其应用得到了快速发展。从颜料成分分析、颜料降解褪色分析、保护效果评价等方面探讨了微区X射线荧光光谱分析（μ-XRF）、微区激光诱导击穿光谱分析（μ-LIBS）、微区拉曼光谱分析（μ-Raman）、微区红外光谱分析（μ-FTIR）、微区X射线吸收近边结构光谱分析（μ-XANES）、微区时间分辨光致发光光谱分析（μ-TRPL）、微区褪色测试（μ-FT）等技术在彩绘文物颜料保护中的应用、特点及技术难点,并从消除测量干扰、改进测量装置、研发联合装置等方面展望了微区光谱技术的发展趋势。其中,μ-XRF,μ-LIBS,μ-Raman和μ-FTIR是目前颜料成分分析常用的微区光谱分析技术,而且μ-Raman和μ-FTIR在保护效果评价中应用广泛,μ-FTIR和μ-XRF还可用于颜料降解分析。常用微区光谱技术联用并结合PCA分析和相关分析技术不仅可以鉴别文物颜料,还能为文物产地、文物断代及其真伪鉴别提供科学依据。特别是μ-XANES,μ-TRPL和μ-FT等方法属于国际领先的文物颜料分析技术,对文物颜料降解产物鉴别和分布可视化分析、颜料的起源和历史、颜料粒子迁移相关的降解现象、颜料的耐光性等研究起着关键作用。然而,目前这些方法在国内文物保护领域应用很少。因此,该研究对于推动我国文物分析及文物保护的发展具有重要意义,为文物颜料的鉴定、保护和修复提供科学指导。     

多光谱成像技术分析彩色艺术品的相关基础研究

多光谱成像技术集数字成像和光谱测量技术于一体,是一种记录光学信息的新型无损分析技术。基于对国内外文化遗产领域多光谱成像技术研究现状的分析,使用自行搭建的多光谱成像系统对敦煌壁画颜料模拟试板和现代国画在300~1000 nm范围内进行光谱图像采集,检验多光谱成像系统的适用性。结果显示多光谱图像能对外观相近的不同颜料做出快速区别,结合激光显微拉曼光谱技术,可进一步识别样品中颜料的种类;同时,多光谱图像还能够揭示具有紫外激发可见荧光特性的物质分布、画稿中的底稿信息、水渍痕迹等信息。实验表明多光谱成像技术可以有效获取彩色艺术品的多样化信息,在彩色艺术品研究领域具有良好的应用前景。     

On‐and off‐site Raman study of rock‐shelter paintings at world‐heritage site of Bhimbetka

Rock‐shelter paintings of Bhimbetka world‐heritage site near Bhopal, India have been investigated using a portable Raman spectrometer. These paintings in the rock shelters belong to periods starting from pre‐historic to the 19th century AD (Gond period). In addition, tiny fragments of pigments (100–200 µm in size) extracted from some of the artworks were also studied in laboratory using a micro‐Raman spectrometer and analyzed using energy‐dispersive X‐ray analysis for elemental composition. Based on the Raman spectra and the elemental analysis mineral‐based pigments such as calcite, gypsum, hematite, whewellite, and goethite could be identified. A comparison of the spectra recorded on‐site using a light‐weight portable spectrometer with those using laboratory equipment is also made and discussed. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

景德镇釉上彩绘瓷器釉上彩的Raman与EDXRF分析

釉上彩绘瓷器是我国古陶瓷中重要品类之一,具有极高的艺术价值和科学价值。采用拉曼光谱和能量色散X射线荧光分析等无损技术手段,对陶瓷釉彩的元素组成和物相组成综合分析,探讨了人们广为关注的景德镇元、 明和清代釉上彩绘瓷若干典型颜料种类的组成配方及其相应的呈色机制。研究发现景德镇古代红绿彩、 五彩、 粉彩等标本中的深红釉上彩料为赤铁矿着色,黄彩为铅锡黄着色,胭脂红彩则由含量不到0.1%的金所着色,绿料皆为二价铜离子着色。研究结果也进一步说明了Raman和EDXRF这两种无损、 微区分析技术的有效结合可以在深化陶瓷类文物的分析研究,尤其是针对图案交错复杂的多种彩绘颜料研究方面起到重要的作用。     

拉曼光谱技术在文物有机物鉴定中的应用

拉曼光谱作为一种"指纹光谱"可提供物质分子结构的有用信息,已广泛应用于考古及文物保护领域。拉曼光谱技术在文物有机物鉴定中具有测量简便、无损和微区检测等优势,成为文物鉴定的重要手段。本文系统阐述了拉曼光谱技术在文物有机染料、彩绘胶料、有机物残留物等分析方面的应用,指出了该技术应用于文物有机物鉴定研究的广阔前景,并展望了今后的发展方向。     

北魏墓彩绘陶俑颜料的显微拉曼光谱分析

利用拉曼光谱对洛阳地区两座北魏墓出土陶俑的彩绘颜料进行了分析, 与标准颜料样品的拉曼光谱相比较, 识别出了陶俑所使用的红色、黑色、白色和蓝色颜料的显色成分。研究结果表明, 显微拉曼光谱分析技术非常适合对古墓葬彩绘陶俑进行成分分析。     

Revealing the invisible: using surface‐enhanced Raman spectroscopy to identify minute remnants of color in Winslow Homer's colorless skies

The fading of pigments in items of importance to cultural heritage, such as paintings, works of art on paper, and textiles, is a ubiquitous problem. Tools currently available that can detect and identify organic colorants in severely degraded works of art are rare, given the heavy deterioration and restricted availability of the sample. Recently, however, surface‐enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy has shown great promise in detecting and identifying mass‐limited samples. The art conservation field has seized upon the opportunity opened up by this powerful analytical technique to enable the identification of microscopic amounts of organic molecules used as artists' colorants in complex matrices, such as biomaterials (i.e. dyed natural textiles, linseed oil biofilms present in oil paintings, etc.), a possibility that was previously precluded due to interfering fluorescence and small sample size. Here, we report SERS spectra recorded directly on single particles of red lake pigments from an important historical watercolor by the American master Winslow Homer (1836–1910) that suffered some degree of fading. The accurate colorant identification provided by SERS, enhanced by comparison with reference samples of historical watercolors, has thus enabled important discoveries regarding the materials and intended meanings behind artworks from one of the most influential American watercolor painters. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

汉阳陵陶俑彩绘颜料的拉曼光谱分析

本文利用拉曼光谱对陕西汉阳陵陶俑彩绘颜料进行了分析 ,成功地测定出彩绘颜料的成分。这一研究工作表明 ,显微拉曼光谱分析技术非常适合于考古学样品的成分分析 ,这一技术有可能成为文物产地研究的有力手段之一。     

古壁画、陶彩颜料的拉曼光谱分析

本文利用拉曼光谱对河南班村遗址出土的仰韶彩陶陶彩以及河北磁县湾漳东魏北齐大型壁画墓中的壁画颜料进行了分析,成功的测定出陶彩及壁画颜料的成分。这一研究工作表明,拉曼光谱作为现代技术非常适合于易损和不允许取样的珍贵艺术品颜料的无损分析     

Multispectroscopic Characterization of Oil on Copper Painting

A small plate of oil on copper painting from the Italian Renaissance period was characterized by means of noninvasive spectroscopic methods. The study was conducted by the use of energy-dispersive X-ray fluorescence, X-ray diffraction, and Raman and diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopies to determine the technology production process in such kinds of artworks. Results allowed us to characterize the copper alloy of the support media; the preparation layer, which is composed by white lead; and the pictorial layer of variable composition (green copper sulphate compounds, red lead, carbon black, brown earth pigments, gold, vermilion, and white lead). The complementarity of the techniques used in this study has proven to be highly effective.